Позиционный преобразователь угла поворота вала в код

О АНИЕ ИЗОБРЕТЕ РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Г. Н. Валаев и В, П. ПортечкоЗИЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТАВАЛА В КОД явлено 12 мая 1959 г, за Ме 627767/26 в Комитет по делам изобретений н открытий прн Совете Министров СССР Опубликовано в : Бюллетене изобретении М 10 за 1960 ДЛЯ СВЯзи ц 11 фрОВОЙ выч 11 с,1 ите;1.НОЙ маш 11 ны с у,равляемы Объектом необходимо преобразовать угол поворота вала в цифровой код, соответствующий этому углу. Дгя этой цели известны различные позиционные преооразователн контактного, фотооптического,;шдуктизного и других типов.Предлагаемое устрОЙстВО ЯОЗВО;яет осуществить форз 1 розан:е кодовых сигналов с помощью емкостных связей между кодируюцим диском и сигнальными пластинами и обладает рядом преимуществ перед известными устройствами, заклОчающихся в отсутстьии трущихся чаете, В удооствс изготовления дисков В сер 1 Но производстве н быстродействии.На фиг. 1 показана схема, поясняющая работу позиционного преобразователя,Против диска 1, изготовленного из изоляционного материала и закрепленного на Врашающемся Валу, гаход 11 тся неподВижн 1 я металлическая сигнальная пластина 2. По окружности диска 1 нанесены металлические пластины 3 на радиусе, равном расстоянНо сигнальной пластины 2 от оси. Если подать на сигнальную пластину 2 импульс напряжения, то с пластины о сигпа; будет снят или не снят В заВИСИМО- сти от углового положения диска, Прн нахождении одной из пластин 3 против пластины 2 с нее будет сниматься максимальный сигнал, а при нахождении пластины 2 против изоляционного промежутка сигнал должен оыть равен нулю. 11 арастание сигнала от нулевого до максимального происходит при прохождении пластиной 2 границы между изоляционным промежутком и пластиной 3 и будет тем меньше, чем уже пластина 2. ля уменьшения границы перехода изоляционный промежуток может быть за мсталлизи рован, а затем эта мета, 1 лпзациядолжна. быть заземлснк. 1 ластины 3 должны быть изолированы от м е%лли ащц щи:Для получения двоичного числа, соответствующего угловому полоиФ Фжениу валЖ нй" дйск % уаносится металлическая маска (вместо пластин Ф)., закодюаааМая, например, по двоичной системе. Такая маскав; я федолжна содержать столько,дорожек, сколько разрядов требуется для преобразования:. МЖняя дорожка должна быть разделена на 2" участков 1 где п - число разрядов), следующая - на 2"участков, последняя - на два участка, Половина из этих участков на каждом разряде должна быть заметаллизирована,Количество сигнальньх пластин 2 должно быть увеличено до числа, равного числу разрядов, причем они могут располагаться как на360"одам 1 идиусе, так и могут быть разнесены на угол - относительно сигнальной пластины младшего разряда.Разряды преобразователя должны быть изолированы друг от друга.Для получения однозначного отсчета (при применении, например, отраженного кода) на каждом разряде, кроме первого, ставятся две сигнальных пластины, на одну из которых подается импульс в зависимости от значения первого разряда.Каждая из пластин смещена относительно радиуса, на котором расположена пластина первого разряда, на угол не более углового значения предыдущего разряда. Если значение младшего (внешнего) разряда равно 1 (т. е. на выходе первого разряда появился импульс), то импульсы на считывание информации со следующих разрядов необходимо подавать на правые сигнальные пластины. В случае считывания с младшего разряда О, импульсы на считывание следующих разрядов следует подавать на левые сигнальные пластины; т. е. будет исключена зона неопределенности при переходе от одного значения кода к другому.Величина сигнала, снимаемого с преобразователя, определяется емкостью, образованной сигнальной пластиной и кодовой маской, Для увеличения сигнала количество сигнальных пластин в каждом разряде может быть увеличено до числа 2(где п - номер дорожки, считая от центра диска) и во всех разрядах, кроме первого, пластины могут быть расширены до величины, немного меньшей величины предыдуще 360 го разряда. Центры этих пластин располагаются через уголПри использовании представления числа в последовательном коде (т. е. при подаче на сигнальные пластины импульсов не одновременно, а последовательно: сначала на первый разряд, потом на второй, затем на третий и т. д.) на кодовом диске разряды могут быть объединены между сооой и с них сделан один вывод. Второй вывод делается для заземленной части диска, Такое построение кодовой маски позволяет также использовать один усилитель считывания,Кодовый диск целесообразно делать вращающимся, а сигнальные пластины - неподвижными. При этом с врашающимся диском необходимо осуществить два соединения (одно из них - заземление - может быть вообще исключено, если осуществить заземление на вал, на котором закреплен диск). Вращающиеся соединения наиболее просто осуществляются с помощью токосъемных колец с трущимися контактами. Исключить трущиеся соединения можно применением связи через емкость.На обратной стороне кодового диска наносится металлизация, соединенная с кодовой маской, Если на кодовой маске появляется им128762пульс, то он передается на металлизацию и оттуда - на неподвижный съемный диск через емкость металлизация - съемный диск. Эта емкость может быть сделана достаточно большой, так чтобы не ослаблять сигнал, Тя же часть металлизации, которую необходимо заземлить, соединяется с валом преобразователя и через него заземляется,Наиболее точным и технологическим методом, с помощью которого может быть изготовлена кодовая маска и сигнальные пластины, является способ фотопечати. При этом изоляционный промежуток между кодовой маской и заземленной частью диска может быть сделан порядка 0,5 лм без особых трудностей, Величина металлизированной части может быть сделана такой же. Этими размерами и определяется количество разрядов на диске с заданным диаметром.На фиг. 2 изображен двоичный позиционный преобразователь угла поворота вала с использованием емкостного принципа, где 4 - верхняя крышка; б - корпус; б - ось диска; 7 - кодовый диск; 8 - сигнальная пластина; 9 - токосъемные кольца; 10 - пружинные контакты; П - нижняя крышка. Для простоты количество разрядов принято равным шести, Для съема импульсов с кодового диска использованы токосъемные кольца.На фиг. 3 изображен кодовый диск с нанесенной на нем кодовой маской. Диаметр диска равен 100 ям. Черные линии соответствуют изоляционным промежуткам. Сам диск изготовлен из текстолита. Маска нанесена способом фотопечати, Вывод с диска сделан на токосъемные кольца.На фиг. 4 изображена сигнальная пластина. Сигнальные пластины каждого разряда изготавливаются в виде лепестков и запрессовываются в текстолит.Предмет изобретенияПозиционный преобразователь угла поворота вяла в код, содержащий кодирующий диск и сигнальные пластины, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения конструкции, в нем на диске нанесена кодовая маска с модификацией кода в виде участков из проводящего и непроводящего материалов, и сигнальные пластины соединены с диском емкостной связью,М 128762 г.3 Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРедактор Н. С. Кутафина Гр. 255, 1 Под. Тираж 6 ипографпя Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров ССС Москва, Петровка, 14.